渦輪流量計(jì)
LWGY渦輪
流量計(jì),是速度式流量計(jì)中的主要種類,它采用多葉片的轉(zhuǎn)子(渦輪)感受
流體平均流速,從而且推導(dǎo)出流量或總量的
儀表。引 一般它由
傳感器和顯示儀兩部分組成,也可做成整體式。 LWGY渦輪流量計(jì)引和
容積式流量計(jì)、科里奧利質(zhì)量流量計(jì)稱為流量計(jì)中三類重復(fù)性、
精度最佳的產(chǎn)品,作為十大類型流量計(jì)之一,其產(chǎn)品已發(fā)展為多品種、多系列批量生產(chǎn)的規(guī)模。
采用渦輪進(jìn)行測(cè)量的流量計(jì)。它先將流速轉(zhuǎn)換為渦輪的轉(zhuǎn)速，再將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成與流量成正比的電信號(hào)。這種流量計(jì)用于檢測(cè)瞬時(shí)流量和總的積算流量，其輸出信號(hào)為頻率，易于數(shù)字化。圖中感應(yīng)線
圈和永久磁鐵一起固定在殼體上。當(dāng)鐵磁性渦輪葉片經(jīng)過磁鐵時(shí)，磁路的磁阻發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)。信號(hào)經(jīng)放大器放大和整形，送到計(jì)數(shù)器或頻率計(jì)，顯示總的積算流量。同時(shí)將脈沖頻率經(jīng)過頻率－電壓轉(zhuǎn)換以指示瞬時(shí)流量。葉輪的轉(zhuǎn)速正比于流量，葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)正比于流過的總量。渦輪流量計(jì)的輸出是頻率調(diào)制式信號(hào)，不僅提高了檢測(cè)電路的抗干擾性，而且簡(jiǎn)化了流量檢測(cè)系統(tǒng)。它的量程比可達(dá)10:1,精度在±0.2％以內(nèi)。慣性小而且尺寸小的渦輪流量計(jì)的時(shí)間常數(shù)可達(dá)0.01秒。
在歐洲和美國(guó)渦輪流量計(jì)是繼孔板流量計(jì)之后的第二個(gè)法定天然氣流量計(jì)，已經(jīng)發(fā)展為多品種、全系列，多規(guī)格，批量生產(chǎn)規(guī)模的天然氣流量計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范亦十分完備，但亦有不足之處：對(duì)測(cè)量介質(zhì)潔凈度要求較高，使用期限受到限制。不過據(jù)國(guó)外使用部門稱：曾對(duì)240臺(tái)使用8~15年的流量計(jì)進(jìn)行周期檢定，發(fā)現(xiàn)儀表準(zhǔn)確度的偏移仍在規(guī)定范圍內(nèi)。另外，采用一種高效整流作用的整流器與渦輪流量傳感器耦合成結(jié)構(gòu)一體化的氣體渦輪流量計(jì)，在上游側(cè)阻流件為彎頭或有半開截止閥條件下，只需要2D直管段長(zhǎng)度，對(duì)于城市用安裝空間窄小的，它是很突出的特點(diǎn)。
渦輪流量計(jì)總體原理框圖如下圖所示。
(1)高精度,在所有流量計(jì)中,屬于最精確的流量計(jì);
(2)重復(fù)性好;
(3)元零點(diǎn)漂移,抗干擾能力好;
(用概況:
渦輪流量計(jì)在以下一些測(cè)量對(duì)象獲得廣泛應(yīng)用:石油、有機(jī)液體、無機(jī)液、液化氣、天然氣和低溫流體統(tǒng)在歐洲和美國(guó),渦輪流量計(jì)在用量上是僅次于孔板流量計(jì)的天然計(jì)量?jī)x表,僅荷蘭在天然氣管線上就采用了2600多臺(tái)各種尺寸,壓力從0.8~6.5MPa的氣體渦輪流量計(jì),它們已成為優(yōu)良的天然氣計(jì)量?jī)x表。
★ 壓力損失小，葉輪具有防腐功能；
★ 采用先進(jìn)的超低功耗單片微機(jī)技術(shù)，整機(jī)功能強(qiáng)、功耗低、性能優(yōu)越。
★ 具有非線性精度補(bǔ)償功能的智能流量顯示器。修正公式精度優(yōu)于±0.02%
★ 儀表系數(shù)可由按鍵在線設(shè)置，并可顯示在LCD屏上，LCD屏直觀清晰，可靠性強(qiáng)
★ 采用EEPROM對(duì)累積流量、儀表系數(shù)掉電保護(hù)，保護(hù)時(shí)間大于10年
★ 采用高性能MCU中央處理器，完成數(shù)據(jù)采集處理顯示輸出、累積流量瞬時(shí)流量同
★ 屏顯示方便的人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)， 以標(biāo)準(zhǔn)485形式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
★ 采用全硬質(zhì)合金（碳化鎢）屏蔽式懸臂梁結(jié)構(gòu)軸承，集轉(zhuǎn)動(dòng)軸承與壓力軸承于一體，大大提高了軸承壽命，并可在有少量泥沙與污物的介質(zhì)中工作。
★ 采用1Cr18Ni9Ti全不銹鋼結(jié)構(gòu)，（渦輪采用2Cr13）防腐性能好。
★ 容易維修，有自整流的結(jié)構(gòu)，小型輕巧，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可在短時(shí)間內(nèi)將其組合拆開，
★ 內(nèi)部清洗簡(jiǎn)單。
★ 有較強(qiáng)抗磁干擾和振動(dòng)能力、性能可靠、壽命長(zhǎng)
★ 下限流速低,測(cè)量范圍寬，
★ 現(xiàn)場(chǎng)顯示型液晶屏顯示清晰直觀，功耗低，3V鋰電池供電可連續(xù)運(yùn)行5年以上，
★ 耐腐蝕，適用于酸堿溶液
流體流經(jīng)傳感器殼體，由于葉輪的葉片與流向有一定的角度，流體的沖力使葉片具有轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，克服摩擦力矩和流體阻力之后葉片旋轉(zhuǎn)，在力矩平衡后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，在一定的條件下，轉(zhuǎn)速與流速成正比，由于葉片有導(dǎo)磁性，它處于信號(hào)檢測(cè)器（由永久磁鋼和線圈組成）的磁場(chǎng)中，旋轉(zhuǎn)的葉片切割磁力線，周期性的改變著線圈的磁通量，從而使線圈兩端感應(yīng)出電
脈沖信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)過放大器的放大整形，形成有一定幅度的連續(xù)的矩形脈沖波，可遠(yuǎn)傳至顯示儀表，顯示出流體的瞬時(shí)流量和累計(jì)量。在一定的流量范圍內(nèi)，脈沖頻率f與流經(jīng)傳感器的流體的瞬時(shí)流量Q成正比，流量方程為：Q=3600×f/k
式中：
f——脈沖頻率[Hz]；
k——傳感器的儀表系數(shù)[1/m]，由校驗(yàn)單給出。若以[1/L]為單位Q=3.6×f/k
Q——流體的瞬時(shí)流量（工作狀態(tài)下）[m/h]；
3600——換算系數(shù)。
每臺(tái)傳感器的儀表系數(shù)由制造廠填寫在檢定證書中，k值設(shè)入配套的顯示儀表中，便可顯示出瞬時(shí)流量和累積總量。
公稱口徑： 管道式：DN4～DN200
插入式：DN100～DN2000
精度等級(jí)： 管道式：±0.5級(jí)，±1.0級(jí)
插入式：±1.5級(jí)、±2.5級(jí)
高精度的可達(dá)0.2級(jí)
環(huán)境溫度： -20℃～50℃
介質(zhì)溫度： 測(cè)量液體：-20℃～120℃
測(cè)量氣體：-20℃～80℃
大氣壓力： 86KPa～106KPa
公稱壓力： 1.6 Mpa 、2.5Mpa 、6.4Mpa 、25Mpa
防爆等級(jí)： ExdIIBT4
連接方式： 螺紋連接、法蘭夾裝、法蘭連接、插入式等
直管段要求：氣體：上游直管段應(yīng)≥10DN，下游直管段應(yīng)≥5DN
液體：上游直管段應(yīng)≥20DN，下游直管段應(yīng)≥5DN
插入式：上游直管段應(yīng)≥20DS，下游直管段應(yīng)≥7DS（DS為管道實(shí)測(cè)內(nèi)徑）
顯示方式：?。?）遠(yuǎn)傳顯示： 脈沖輸出、電流輸出(配顯示儀表)
?。?）現(xiàn)場(chǎng)顯示：8位LCD顯示累積流量，單位(m3)
4位LCD顯示瞬時(shí)流量，單位(m3/h)、電池電量、頻率、流速
（3）溫度壓力補(bǔ)償型：
A、顯示標(biāo)準(zhǔn)瞬時(shí)流量及標(biāo)準(zhǔn)累計(jì)流量
B、顯示當(dāng)前壓力、溫度、電池電壓
輸出功能：
（1）脈沖輸出，p-p值由供電電源確定
（2）4～20mA兩線制電流輸出
?。?）單位體積脈沖輸出及傳感器原始脈沖輸出
（4）帶有RS485通迅接口
供電電源：
?。?）DC5～24V
（2）標(biāo)準(zhǔn)型3V鋰電池安裝于儀表內(nèi)部可連續(xù)使用八年以上
?。?）溫壓補(bǔ)償型3V鋰電池安裝于儀表內(nèi)部可連續(xù)使用四年以上
傳輸距離： 傳感器至顯示儀距離可達(dá)500m
渦輪流量計(jì)是一種速度式儀表，它具有精度高，重復(fù)性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)部件少，耐高壓，測(cè)量范圍寬，體積小，重量輕，壓力損失小，維修方便等優(yōu)點(diǎn)，用于封閉管道中測(cè)量低粘度氣體的體積流量和總量。在石油，化工，冶金，城市燃?xì)夤芫W(wǎng)等行業(yè)中具有廣泛的使用價(jià)值。
渦輪流量計(jì)的口徑、精度與流量參數(shù)：
對(duì)于防爆型產(chǎn)品的要求： 為了儀表安全正常使用，應(yīng)復(fù)核防爆型流量計(jì)的使用環(huán)境是否與用戶防爆要求規(guī)定相符，且安裝使用過程中，應(yīng)嚴(yán)格遵守國(guó)家防爆型產(chǎn)品使用要求，用戶不得自行更改防爆系統(tǒng)的連接方式，不得隨意打開儀表。選型在規(guī)定的流量范圍內(nèi)，防止超速運(yùn)行，以保證獲得理想準(zhǔn)確度和保證正常使用壽命。 安裝流量計(jì)前應(yīng)清理管道內(nèi)雜物：碎片、焊渣、石塊、粉塵等推薦在上游安裝5微米篩孔的過濾器用于阻擋液滴和沙粒。 流量計(jì)投運(yùn)時(shí)應(yīng)緩慢地先開啟前閥門，后開啟后閥門，防止瞬間氣流沖擊而損害渦輪。 加潤(rùn)滑油應(yīng)按告示牌操作，加油的次數(shù)依氣質(zhì)潔凈程度而定，通常每年2-3次。由于試壓、吹掃管道或排氣造成渦輪超速運(yùn)轉(zhuǎn)，以及渦輪在反向流中運(yùn)轉(zhuǎn)都會(huì)可能使流量計(jì)損壞。 流量計(jì)運(yùn)行時(shí)不允許隨意打開前.后蓋，更動(dòng)內(nèi)部有關(guān)參數(shù)，否則將影響流量計(jì)的正常運(yùn)行。 小心安裝墊片，確保沒有突出物進(jìn)入管道，以防止干擾正常的流量測(cè)量。 流量計(jì)在標(biāo)定時(shí)要在流量計(jì)取壓口上采集壓力。
傳感器應(yīng)遠(yuǎn)離外界電場(chǎng)、磁場(chǎng)，必要時(shí)應(yīng)采取有效的屏蔽措施，以避免外來干擾。
為了檢修時(shí)不致影響液體的正常輸送，建議在傳感器的安裝處，安裝旁通管道。
傳感器露天安裝時(shí)，請(qǐng)做好放大器及插頭的防水處理。。
當(dāng)流體中含有雜質(zhì)時(shí)，應(yīng)加裝過濾器，過濾器網(wǎng)目根據(jù)流量雜質(zhì)情況而定，一般為20～60目。當(dāng)流體中混有游離氣體時(shí)，應(yīng)加裝消氣器。整個(gè)管道系統(tǒng)都應(yīng)良好密封。
用戶應(yīng)充分了解被測(cè)介質(zhì)的腐蝕情況，嚴(yán)防傳感器受腐蝕。
⑵ 使用和調(diào)整
◆ 使用時(shí)，應(yīng)保持被測(cè)液體清潔，不含纖維和顆粒等雜質(zhì)。
◆ 傳感器在開始使用時(shí)，應(yīng)先將傳感器內(nèi)緩慢的充滿液體，然后再開啟出口閥門，
嚴(yán)禁傳感器處于無液體狀態(tài)時(shí)受到高速流體的沖擊。
◆ 傳感器的維護(hù)周期一般為半年。檢修清洗時(shí)，請(qǐng)注意勿損傷測(cè)量腔內(nèi)的零件，特
別是葉輪。裝配時(shí)請(qǐng)看好導(dǎo)向件及葉輪的位置關(guān)系。
◆ 傳感器不用時(shí)，應(yīng)清洗內(nèi)部液體，且在傳感器兩端加上防護(hù)套，防止塵垢進(jìn)入，
然后置于干燥處保存。
◆ 配用時(shí)的過濾器應(yīng)定期清洗，不用時(shí)，應(yīng)清洗內(nèi)部的液體，同傳感器一樣，加防塵套，置于干燥處保存。
◆ 傳感器的傳輸電纜可架空或埋地敷設(shè)（埋地時(shí)應(yīng)套上鐵管。）
◆ 在傳感器安裝前，先與顯示儀表或示波器接好連線，通電源，用口吹或手撥葉輪，使其快速旋轉(zhuǎn)觀察有無顯示，當(dāng)有顯示時(shí)再安裝傳感器。若無顯示，應(yīng)檢查有關(guān)各部分，排除故障。
渦輪流量計(jì)特點(diǎn)具有精度高、重復(fù)性好、無零點(diǎn)漂移、高量程比等優(yōu)點(diǎn)。渦輪流量計(jì)擁有高質(zhì)量軸承、特別設(shè)計(jì)的導(dǎo)流片，因此極大降低了磨損，對(duì)峰值不敏感，甚者惡劣的條件下也可以給出可靠的測(cè)量變量
